Кабель ПвЭБШв 5-жильный на напряжение 1 кВ: полный технический анализ
Кабель ПвЭБШв 5x… (где x — номинальное сечение жилы) является силовым кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 1 кВ, предназначенным для стационарной прокладки в земле (в траншеях) и кабельных сооружениях. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и устойчивость к агрессивным средам, что делает его ключевым элементом в системах распределения электроэнергии.
Расшифровка маркировки ПвЭБШв
Маркировка кабеля построена согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:
- П — изоляция жил из сшитого полиэтилена (Пв — обозначение по ГОСТ, где «в» указывает на вулканизацию, т.е. сшивку).
- Э — наличие экрана из медных проволок или ленты поверх каждой жилы.
- Б — броня из двух стальных оцинкованных лент.
- Шв — защитный шланг (оболочка) выпрессованный из поливинилхлоридного пластиката.
- 5 — количество токопроводящих жил.
- 1 кВ — номинальное напряжение 1000 Вольт.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки (как правило, круглой), может быть однопроволочной (секторной или круглой) или многопроволочной (класс 1 или 2 по гибкости). Сечения соответствуют стандартному ряду: 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 мм² и более.
- Фазная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки молекул) обычного полиэтилена, что придает ему выдающиеся свойства: высокая температурная стойкость (длительно до +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), высокая механическая прочность и стойкость к трекингу.
- Экран на жиле: Поверх изоляции каждой жилы наложен экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Он служит для выравнивания электрического поля вокруг жилы, снижения электромагнитных помех и обеспечения безопасности при повреждении.
- Поясная изоляция: Экранированные жилы скручиваются вместе. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из электроизоляционной ленты или экструдированного слоя.
- Разделительный слой: Под броней накладывается слой из ПЭТ-лент или крепированной бумаги для защиты внутренних элементов от коррозии и механического воздействия стальной брони.
- Броня: Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов.
- Защитная оболочка (шланг): Выпрессована из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней изоляции. Имеет цвет, как правило, черный. Оболочка стойка к влаге, маслам, кислотам и щелочам.
- Радиус изгиба: Не менее 7.5 наружных диаметров кабеля при прокладке.
- Стойкость к агрессивным средам: ПВХ-оболочка обеспечивает стойкость к воздействию масел, бензина, кислот, щелочей, грибков и плесени.
- Срок службы: Не менее 30 лет.
- Распределительные сети 0.4/0.66/1 кВ: Прокладка магистральных линий от трансформаторных подстанций к вводно-распределительным устройствам (ВРУ) зданий и сооружений.
- Питание мощных потребителей: Подключение промышленного оборудования, насосных станций, вентиляционных установок, требующих пятипроводной системы (3 фазы, нейтраль, земля).
- Прокладка в земле (траншеях): Благодаря броне и влагостойкой оболочке, кабель является основным для подземной прокладки без дополнительных защитных труб (за исключением мест с повышенной внешней нагрузкой).
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Броня обеспечивает защиту от механических повреждений.
- Объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности и надежности: Изоляция из СПЭ не поддерживает горение и обладает высокой стойкостью к тепловым ударам.
- Прокладка в земле: Глубина траншеи — не менее 0.7 м. На дне — песчаная подушка толщиной 100 мм. Кабель укладывается «змейкой» без натяжения. Сверху — защитный слой песка или мягкого грунта, затем сигнальная лента и обратная засыпка. В местах пересечений с коммуникациями и дорогами требуется прокладка в трубах или блоках.
- Защита от коррозии: При прокладке в агрессивных грунтах (солончаки, болота, насыпной грунт с шлаком) необходима дополнительная защита брони (например, битумная мастика) или применение кабеля с полимерной броней (обозначение «Бп»).
- Монтаж при низких температурах: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов тока. Монтаж без прогрева приведет к повреждению изоляции и оболочки.
- Заделка концов: Обязательна установка концевых кабельных муфт (КВМ). Экраны жил и броня должны быть заземлены. Необходима тщательная разделка и изоляция для предотвращения увлажнения торцов.
- Испытания после монтажа: Перед включением под напряжение кабель должен быть испытан повышенным напряжением постоянного тока (рекомендуемое значение для кабеля 1 кВ — 3.5 кВ в течение 5-10 минут) и проверена целостность и правильность соединения жил и защитных проводников.
- Сечение жилы N при сечениях фазных жил до 16 мм² (медь) должно быть равным фазному. При сечениях 25 мм² и выше допускается использование нулевой жилы сечением не менее 50% от фазной, но не менее 16 мм² по меди.
- Сечение жилы PE (защитное заземление) должно быть: при Sфаз ≤ 16 мм² — равно фазному; при 16
35 мм² — не менее Sфаз/2. - Безопасность персонала при повреждении изоляции (снижение напряжения прикосновения).
- Отвод токов короткого замыкания на землю.
- Правильную работу релейной защиты.
- Экранирующий эффект (снижение электромагнитного излучения).
- Жилы фаз L1, L2, L3: традиционно — белый, красный, синий (или коричневый, черный, серый).
- Нулевая жила (N): голубой или синий цвет.
- Жила защитного заземления (PE): желто-зеленый цвет.
- Систематические перегрузки по току, ведущие к перегреву изоляции выше +90°C.
- Работа в среде с температурой выше допустимой для оболочки.
- Механические повреждения брони и оболочки при прокладке или в процессе эксплуатации.
- Коррозия брони из-за повреждения ПВХ-шланга или прокладки в highly агрессивных грунтах без дополнительной защиты.
- Неправильный монтаж концевых муфт, приводящий к увлажнению изоляции.
Таким образом, полное название описывает кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с экранированными жилами, в броне из стальных лент и в ПВХ-оболочке.
Конструкция кабеля ПвЭБШв 5x…
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические характеристики
Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ».
Электрические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 0.6/1 |
| Частота, Гц | 50 |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура жилы при перегрузке | +130°C (не более 8 ч/сутки, 1000 ч/год) |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C (не более 5 сек) |
| Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева | -15°C |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 10 МОм·км |
| Длительно допустимый ток нагрузки | Зависит от сечения, способа прокладки и температуры среды (определяется по ПУЭ 7 изд., табл. 1.3.23-1.3.27) |
Механические и эксплуатационные характеристики
Климатическое исполнение: УХЛ и Т, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150. Допускается прокладка в земле (траншеях), каналах, тоннелях, на эстакадах, в помещениях, включая сырые и с повышенной влажностью.
Области применения кабеля ПвЭБШв 5×1 кВ
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1 кВ частоты 50 Гц. Основные сферы применения:
Сравнение с аналогами и выбор сечения
ПвЭБШв является прямым аналогом кабеля АВБбШв, но с медными жилами и изоляцией из сшитого полиэтилена. Ключевые отличия от кабеля с ПВХ-изоляцией (ВБбШв):
| Параметр | ПвЭБШв (XLPE) | ВБбШв (ПВХ) |
|---|---|---|
| Макс. рабочая температура жилы | +90°C | +70°C |
| Токовая нагрузка (для одного сечения) | Выше на ~20-30% | Ниже |
| Стойкость к короткому замыканию | Выше (+250°C) | Ниже (+160°C для меди) |
| Стойкость к солнечному излучению | Выше | Ниже (ПВХ стареет) |
| Диэлектрические потери | Ниже | Выше |
| Стоимость | Выше | Ниже |
Выбор сечения производится по допустимому току нагрузки (ПУЭ, гл. 1.3) с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества работающих кабелей, а также по условию допустимой потери напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Для пятижильных кабелей в несимметричном режиме важно также проверять сечение нулевой жилы (N) и жилы защитного заземления (PE) согласно ПУЭ и СП 256.1325800.2016.
Особенности монтажа и прокладки
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель ПвЭБШв отличается от ПвБШв?
Буква «Э» в маркировке указывает на наличие экрана на каждой жиле. В кабеле ПвБШв экраны на жилах отсутствуют. Экран необходим для выравнивания электрического поля, что критично важно в сетях с изолированной нейтралью или сетях выше 1 кВ, а также для снижения электромагнитных помех. Для сетей 0.4/1 кВ с глухозаземленной нейтралью, особенно при прокладке в земле, использование экранированного кабеля (ПвЭБШв) является более надежным и современным решением.
Можно ли использовать кабель ПвЭБШв для прокладки в воздухе (по фасадам, на опорах)?
Да, можно. Кабель имеет стойкую к ультрафиолету ПВХ-оболочку и броню, что позволяет осуществлять наружную прокладку. Однако необходимо учитывать механические нагрузки (ветер, гололед) и обеспечить соответствующие методы крепления. Для длинных пролетов на опорах чаще используют кабели с несущим тросом (например, ПвЭБШв-Т).
Как правильно выбрать сечение нулевой (N) и заземляющей (PE) жил в пятижильном кабеле?
Согласно ПУЭ (п. 1.3.183) и СП 256.1325800.2016:
Производители выпускают кабели ПвЭБШв 5x с разными комбинациями сечений (например, 3×95+2×50 или 3×120+1×70+1×70), что позволяет соблюсти эти требования.
Нужно ли заземлять броню и экраны кабеля ПвЭБШв?
Обязательно. Стальная броня и медные экраны жил должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Это обеспечивает:
Заземление выполняется через концевые муфты или специальные заземляющие зажимы.
Что означает цветовая маркировка жил в кабеле ПвЭБШв?
Согласно ГОСТ 31996-2012, изоляция жил или их маркировка должны иметь следующую расцветку:
В пятижильных кабелях часто 3 жилы имеют однотонную окраску (фазы), одна — голубую (N), одна — желто-зеленую (PE).
Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?
Гарантированный срок службы кабеля ПвЭБШв при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше. Основные факторы, сокращающие ресурс:
Заключение
Кабель ПвЭБШв 5-жильный на 1 кВ представляет собой современное, надежное и технологичное решение для создания распределительных сетей низкого напряжения. Его ключевые преимущества — использование сшитого полиэтилена, обеспечивающего высокую температурную и токовую нагрузку, наличие экранов на жилах для стабильности электрического поля, а также броневая защита, позволяющая прокладку в земле без дополнительных труб. Правильный выбор сечения, соблюдение норм монтажа и заземления брони и экранов являются обязательными условиями для реализации всего ресурса данного кабеля, который превышает 30 лет. При проектировании новых и реконструкции существующих сетей 0.4/1 кВ кабель ПвЭБШв следует рассматривать как предпочтительный вариант для ответственных линий, требующих высокой надежности и долговечности.